Ударившая на днях по Земле мощнейшая магнитная буря напомнила ученым о необходимости научиться лучше понимать подобные события. Сегодня международная команда исследователей работает над космической миссией, которая позволила бы изучать условия, приводящие к возникновению солнечных бурь.
Надежда Эспино
На днях Землю охватила сильнейшая магнитная буря 2026 года, ставшая одним из самых крупных событий XXI века. Шторм оказался следствием вспышки на Солнце уровня X1.9, которая произошла еще 18 января. Магнитная буря тогда достигла отметки G4.7 (при максимальной G5) и продолжалась около 42 часов.
Одновременно с этим астрономы наблюдали крайне редкое явление — мощный радиационный шторм, сопровождавшийся самым сильным в этом столетии ростом числа энергичных протонов. Это привело, в частности, к сбою в работе датчиков космического аппарата ACE, измеряющего скорость солнечной плазмы на орбите.
По словам ученых, происшествия, подобные этому, в очередной раз напоминают нам о необходимости научиться понимать эти события. Сегодня международная команда исследователей работает над космической миссией, которая позволила бы изучать условия, приводящие к возникновению солнечных бурь, а следовательно, улучшить прогнозы космической погоды. И поможет ученым в этом… Луна.
Группа экспертов — преподаватель орбитальной механики в Космическом центре Суррея Никола Барези, доцент физических наук Университета Аберистуита Хью Морган и профессор физики Университетского колледжа Лондона Люси Грин — в своей статье рассказали о миссии под названием Mesom (Moon-enabled Sun Occultation Mission — «миссия по затмению Солнца с использованием Луны»), которая позволит исследователям рассматривать атмосферу звезды более детально, чем когда-либо прежде.
Глубокое изучение Солнца: почему это важно
Солнечные бури способны нарушить работу технологий, которые жизненно важны для нашей повседневной жизни. Они возникают, когда магнитные поля и электрически заряженные частицы сталкиваются с магнитным полем Земли. Такой тип явлений относится к категории «космическая погода».
Необходимость лучше разбираться в природе подобных явлений продиктована прошлым опытом человечества.
- Так, в 1989 году канадская провинция Квебек была вынуждена пережить девятичасовое отключение электричества из-за выброса корональной массы (CME).
- В мае 2024 года серия схожих солнечных извержений привела к тому, что тысячи спутников на низкой околоземной орбите внезапно потеряли высоту.
- Однако эти происшествия значительно уступают событию 1859 года — также вызванного CME, — известного как Событие Кэррингтона. Электрические токи, проходившие по телеграфным проводам, вызвали целый ряд эффектов в телеграфных отделениях по всей Северной Америке и Европе. Операторы получали удары током, а искры спровоцировали небольшие пожары в некоторых телеграфных офисах.
Сегодня, говорят ученые, событие масштаба Кэррингтона имело бы куда более драматические последствия для нашего мира, зависящего от технологий. Наблюдение физических процессов в солнечной короне — ключ к улучшению прогнозов космической погоды, что критически важно для защиты Земли от событий масштаба Кэррингтона, а также к решению давних загадок нашей звезды.
Ослепляющее Солнце
Несмотря на развитие технологий, сегодня «наш взгляд на внешнюю атмосферу Солнца — солнечную корону, из которой происходят CME и другие неблагоприятные явления космической погоды, — по-прежнему ослеплен ярким светом», говорят авторы статьи.
Во время полного затмения чрезвычайно интенсивное излучение, исходящее от видимой поверхности звезды, закрывается Луной, и остается лишь слабое свечение, которое идет от короны. Однако эти астрономические явления, хоть и предсказуемые, но редкие и довольно скоротечные — всего несколько минут.
Наземные измерения во время полного солнечного затмения также зависят от погодных условий и страдают от искажений и потери деталей, возникающих из-за взаимодействия слабого коронального света с атмосферой Земли. Даже наземные и космические приборы не могут получать изображения самых глубоких слоев атмосферы Солнца из-за артефактов (например, таких эффектов, как световые полосы на снимках) и ограничений аппаратов, которые существенно ухудшают качество измерений ближе к поверхности звезды.
Более того, недавно запущенная миссия Proba-3 не способна визуализировать самые глубокие слои солнечной атмосферы.
Взгляд из-за Луны
Альтернативный подход, впервые предложенный британскими инженерами Airbus Стивом Эккерсли и Стивеном Кемблом, предполагает использование небесных тел, которые могли бы «закрыть» Солнце. Идея состоит в том, чтобы проводить космическую миссию в тени, отбрасываемой этим объектом, чтобы обеспечить длительные и высококачественные измерения короны вплоть до хромосферы — слоя атмосферы Солнца, расположенного непосредственно под короной.
«Это фактически воссоздаст те же условия полного солнечного затмения, которые мы иногда наблюдаем на Земле, но без ухудшений, вызванных атмосферой нашей планеты», — поясняют эксперты.
И одним из лучших кандидатов на эту роль сочли космического соседа Земли — Луну. Группа инженеров в Surrey Space Centre исследовала возможность использовать это небесное тело как естественный «прикрывающий» звезду диск для изучения солнечной короны и разработала концепцию Mesom.
Согласно идее, небольшой спутник будет выведен на специальную орбиту, которая позволит ему выстраиваться с лунной тенью примерно раз в 29,6 дня — столько длится синодический (лунный) месяц. Эти выравнивания будут имитировать эффект полного затмения, но наблюдаемого в космосе, продолжительностью до 48 минут, что в десять раз дольше обычных затмений, видимых с Земли. В отличие от наземных наблюдений, спутник будет собирать данные без помех со стороны атмосферы нашей планеты.
Цель миссии — исследовать самую внутреннюю область короны, которая содержит ключевые сведения, в частности, о космической погоде и солнечных бурях, однако остается плохо изученной — отчасти потому, что ее можно исследовать только в условиях затмения.
Нынешний проект миссии, в случае его одобрения, предполагает запуск в 2030-е годы и получение как минимум 400 минут наблюдений короны высокого разрешения на малой высоте в течение двухлетнего номинального периода научной работы. Эксперты подчеркивают: чтобы собрать такое же количество данных на Земле, охотникам за затмениями пришлось бы ждать более 80 лет.